Shallow Geothermal Energy: Theory and Application

این کتاب حاصل بیش از یک دهه فعالیت های تحقیق و توسعه فنی در سازمان زمین شناسی اسپانیا (IGME) در مورد انرژی زمین گرمایی کم عمق است که با همکاری سایر نهادهای عمومی و نهادهای اروپایی دنبال شد. مجموعه‌ای از مقالات درباره مبانی نظری و جنبه‌های عملی مورد نیاز برای درک رژیم حرارتی بالاترین سطح زیرزمینی، تا عمق 400 متر، و خواص استثنایی که این محیط زیرزمینی ارائه می‌دهد، ارائه می‌کند که آن را به مخزن حرارتی ایده‌آل تبدیل می‌کند. گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC).

در بخش اول کتاب، تئوری پایه ترمودینامیک که برای انرژی زمین گرمایی کم عمق، انتقال حرارت و مکانیک سیالات در محیط متخلخل زمین شناسی اعمال می شود، توسعه یافته است. ماهیت رژیم حرارتی زیرزمینی به طور کلی و در محیط شهری به طور خاص توضیح داده شده است. بخش دوم خوانندگان را با جنبه‌های اساسی تاسیسات حرارتی مجهز به پمپ‌های حرارتی زمین‌گرمایی آشنا می‌کند، انواع مبدل‌های زمین گرمایی را که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند توصیف می‌کند، و تکنیک‌های مورد استفاده برای بدست آوردن پارامترهای حرارتی زمین را مرور می‌کند. همچنین در مورد اثرات بالقوه زیست‌محیطی فعالیت‌های زمین گرمایی کم عمق و استراتژی‌های مدیریت مربوطه، و همچنین جنبه‌های قانونی مقررات آن برای اداره منابع زمین گرمایی کم عمق در اتحادیه اروپا به طور کلی و اسپانیا به طور خاص بحث می‌کند. در پایان، این کتاب نمونه‌هایی از کاربردهای روش‌شناسی را که توسط IGME در شهر ساراگوزا و جزایر قناری توسعه داده شده است، برجسته می‌کند.

مبانی نظری، سیستماتیک و کاربردهای انضمامی این کتاب را به یک منبع مرجع ارزشمند برای هیدروژئولوژیست ها، مهندسان و تکنسین های متخصص تبدیل کرده است.

This book is the outcome of more than a decade of research and technical development activities at Spain’s Geological Survey (IGME) concerning shallow geothermal energy, which were pursued in collaboration with other public bodies and European entities. It presents a compilation of papers on the theoretical foundations of, and practical aspects needed to understand the thermal regime of the topmost subsoil, up to 400 m deep, and the exceptional properties that this underground environment offers, which make it the ideal thermal reservoir for heating, ventilation, and air conditioning (HVAC). 

In the book’s first section, the basic theory of thermodynamics as applied to shallow geothermal energy, heat transfer and fluid mechanics in the geological porous medium is developed. The nature of the subsoil’s thermal regime in general and in the urban environment in particular is described. The second section introduces readers to the fundamental aspects of thermal installations equipped with geothermal heat pumps, describes the types of geothermal exchangers most commonly used, and reviews the techniques used to obtain the thermal parameters of the terrain. It also discusses the potential environmental impacts of shallow geothermal activity and corresponding management strategies, as well as the legal aspects of its regulation for the governance of shallow geothermal resources in the EU in general and Spain in particular. In closing, the book highlights examples of the methodologies’ applications, developed by IGME in the city of Zaragoza and the Canary Islands. 

The theoretical foundations, systematics and concrete applications make the book a valuable reference source for hydrogeologists, engineers and specialized technicians alike.